[发明专利]植物基因组DNA的提取方法和测序方法及应用

说明书

本发明涉及一种植物基因组DNA的提取方法和测序方法及应用。该提取方法包括：(1)将所述植物样本进行液氮研磨，利用含有CTAB的裂解液对研磨获得的粉末进行裂解处理，得到第一上清液；(2)利用醋酸钾和无水乙醇对所述第一上清液进行孵育处理，去除蛋白质和多糖，从而获得第二上清液；(3)将所述第二上清液和含有氯仿和异戊醇的混合物混匀，得到第三上清液，并进行沉淀处理，获得DNA沉淀物；(4)基于所述DNA沉淀物获得DNA溶液，利用阴离子交换树脂对所述DNA溶液进行纯化处理，从而获得所述植物的基因组DNA。应用该方法获得的植物基因组DNA纯度高，可用于三代测序。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地，涉及一种植物基因组DNA的提取方法和测序方法及应用，尤其涉及一种适于三代测序的藻类植物基因组DNA的提取方法。

背景技术

藻类是一类具有高度生物多样性的群体。有硅藻、褐藻、蓝藻等11门24000个品种。藻类分布范围极广，在整个生态系统中起到重要作用。藻类在水体中通过光合作用产生氧气，吸收二氧化碳，为最初的地球大气形成的中坚力量。为陆地以及水体的动物植物提供氧气，同时藻类在生长代谢过程中，吸收水体的N、P元素以及重金属元素，保证了水体质量以及水体中的物质循环。

在藻类基因组学研究方面，藻类是地球上最古老的生命类群之一，与陆地高等植物相比，藻类构造十分简单，具有特殊进化地位，因此藻类的进化关系研究一直是业界中的研究重点。

近些年，随着基因组学的迅速发展，藻类基因组的测序、解析，对藻类的种质鉴定和良种选育、遗传、起源以及与其他物种的进化关系的研究非常关键。三代测序技术因其良好的组装效果和技术优势成为测序界的新宠，但其对初始样品质量(DNA)要求极高。

因此，从藻类中获得纯度更高的DNA样品，还需要进一步研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种适合于富含多糖的藻类的基因组DNA制备方法，利用该方法所获得的藻类基因组DNA，其DNA分子量高、纯度高，而且方法简单易行、成本低廉，适合用于第三代测序技术。

本发明的发明人在研究过程中发现：

以海带为典型代表的大型藻中的含量很高的粘性多糖、多酚、淀粉等物质使获得高质量的藻类基因组DNA难度远远大于普通陆地植物或者单细胞藻类。通常对于大型藻类基因组进行提取的方法为传统的CTAB(CTAB为十六烷基三甲基溴化铵)法，或使用商业试剂盒进行基因组提取。采用传统的CTAB法对海带等大型藻类进行基因组提取，费用较低，但是对于海带等富含多糖的大型藻类，其中的部分多糖等细胞内杂质的性质与核酸相似。因此传统的CTAB法往往去除杂质不彻底，导致DNA纯度不够。通常情况下，传统的CTAB法提取得到的海带等藻类基因组DNA的OD A260/A280比值大于2，或者A260/A230比值小于2。且为了除杂，往往引入离心等步骤，导致DNA片段化。而一些被用于植物基因组提取的商业试剂盒应用于海带等大型藻类的基因组提取有很高的物种局限性。对于海带等多糖较多的藻类中多糖等杂质的去除效果不佳，导致DNA的提取纯度较差，提取得到的DNA较短，无法满足测序建库上机的需求，且成本很高。因此，对于大型藻类的基因组提取需要解决如下问题：去除藻细胞中多糖等杂质的效果不佳，所获得核酸样本纯度低，片段完整性差，无法满足第三代测序建库上机的需求。

为此，本发明提供了一种面向于第三代测序平台的高分子量基因组DNA提取方法，可以解决现有技术存在的多种问题：对实验样本要求高，提取成本高，所得到DNA片段小，多糖等杂质污染严重导致所提取的海带等大型藻核酸纯度低等问题。本发明所提供的基因组DNA的提取方法能够满足三代测序平台对于核酸样本建库测序的要求，所提取获得的基因组DNA纯度高。

具体而言，本发明提供了如下技术方案：